Avis de soutenance - doctorat - Letizia LAMPERTI
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Ecole doctorale 472
1919, route de Mende, 34293 Montpellier 5, France.
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Soutenue par
Letizia LAMPERTI
Apprentissage automatique pour la surveillance de la biodiversité marine grâce au métabarcoding de l'ADNe
Avec les menaces croissantes pesant sur la biodiversité mondiale, comprendre les variations spatio-temporelles des as- semblages écologiques est devenu essentiel pour la gestion des écosystèmes et la conservation de la biodiversité. Le metabarcoding de l'ADN environnemental (ADNe) est l'un des outils émergents prometteurs pour surveiller les change- ments de biodiversité, en particulier dans les écosystèmes marins. Cependant, les méthodes d'analyses traditionnelles peinent souvent à détecter et à visualiser ces variations et les patrons de diversité car les données liées, au metabarcoding de l'ADNe, sont des données très complexes. Cette complexité et les difficultés d'analyse limitent ainsi les interprétations écologiques et biogéographiques potentielles.
Pour lever ces limites, cette thèse développe et applique des techniques avancées d'apprentissage automatique (ML) et d'apprentissage profond (DL) pour l'analyse des données du metabarcoding d'ADNe. Ces techniques permettent la détection des variations et des patrons de biodiversité, l'identification des interactions entre espèces et la surveillance des écosystèmes. Les approches ML et DL surpassent les méthodes traditionnelles dans la gestion des grands ensembles de données et dans la modélisation des relations non linéaires entre les données du metabarcoding d'ADNe.
En conclusion, cette thèse représente une contribution significative à la conservation de la biodiversité, en particulier dans les écosystèmes marins. Les outils développés offrent de nouvelles possibilités pour le suivi de la biodiversité à partir du metabarcoding de l'ADNe, améliorant ainsi l'étude de la biodiversité et les stratégies de gestion de la biodiversité.
Machine Learning for marine biodiversity monitoring through eDNA Metabarcoding
With the growing threats to global biodiversity, understanding the spatio-temporal vari- ations in ecological assemblages has become essential for ecosystem management and biodiversity conservation. Environmental DNA (eDNA) metabarcoding is one of the emerging and promising tools for monitoring biodiversity changes, particularly in marine ecosystems. However, traditional analysis methods often struggle to detect and visualize these variations and diversity patterns because the data linked to eDNA metabarcoding are highly complex. This complexity and the difficulties in analysis thus limit potential ecological and biogeographical interpretations.
To overcome these limitations, this thesis develops and applies advanced machine learning (ML) and deep learning (DL) techniques for the analysis of eDNA metabarcoding data. These techniques allow the detection of biodiversity variations and patterns, the identifica- tion of species interactions, and ecosystem monitoring. ML and DL approaches surpass traditional methods in managing large datasets and modeling non-linear relationships within eDNA metabarcoding data.
In conclusion, this thesis represents a significant contribution to biodiversity conservation, particularly in marine ecosystems. The tools developed offer new possibilities for biodiversity monitoring using eDNA metabarcoding, thereby improving the study of biodiversity and biodiversity management strategies.
Directeur de thèse :
Stéphanie MANEL
Unité de recherche :
CEFE - Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive
Membres du jury :
- Directeur de thèse : Stéphanie MANEL
- Rapporteur : Anne CHENUIL , Directeur de recherche (CNRS, IMBE)
- Rapporteur : François MUNOZ , Professor (Université Grenoble Alpes)
- Examinateur : Flora JAY , Chargé de recherche (LISN)
- Président : Alexis JOLY , Directeur de recherche (LIRMM,INRIA)
- Co-encadrant de thèse : Loïc PELLISSIER , Professeur (ETH, WSL, Zurich)
- Co-encadrant de thèse : Olivier FRANÇOIS , Professeur (Grenoble INP, TIMC-IMAG)
Diplôme :
Doctorat Systèmes intégrés, environnement et biodiversité
Spécialité de soutenance :
Informatique, mathématique et applications